充填料浆流变特性分析及临界流速计算.pdf

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1、中国矿山工程2016年1O月·26·ChinaMineEngineering第45卷第5期充填料浆流变特性分析及临界流速计算Rheologicalpropertiesanalysisandcriticalvelocitycalculationoffillingslurry谢盛青，马俊生，周彩霞(中国恩菲工程技术有限公司，北京100038)摘要：临界流速是高浓度充填料浆管道输送的重要参数，确定该参数的经验公式很多，但对于高浓度的全尾砂充填料浆输送工程，多采用试验方法确定。本文分析了高浓度充填料浆的流变特性、颗粒粒径组成，通过计算沉降速度来推荐最佳

2、粒径组成及输送浓度，最后采用王绍周公式对临界流速进行计算，得出不同管径、不同料浆浓度对应的临界流速，为以后的管道设计工作提供选择依据。关键词：高浓度充填；料浆流态；最佳粒径组成；临界流速Abstract：Thecriticalvelocityisoneofthemostimportantparametersofpipelineforhigh·densityfillingslurry．Therearealotofexperienceformulasbeingusedtodeterminetheparametersofcriticalvelocit

3、y，butforhigh—densityfillingslurrytransportation，testmethodisoftenused．Inthispaper，basedontheslurryflowregimetherheologicalpropertiesandsizedistributionofhigh-densityfillingslurrywereanalyzed，andthesettlingvelocitywascalculatedforrecommendingtheoptimumsizedistributionandtrans

4、portconcentrationoffillingslurry．FinallyusingWangShaozhouformulacalculatedthecriticalvelocity，andthecorrespondingcriticalvelocityfordifferentpipediameteranddifferentslurryconcentrationweregot，whichprovidedthebasisforthefuturepipelinedesignwork．Keywords：high—densityfilling；sl

5、urryflowregime；optimumsizedistribution；criticalvelocity1—日】上IJ^—吾—一确定临界流速是全尾砂高浓度充填浆体输送设计的首要工作，如果做半工业性环管试验，可根据相应的试验确定；如果未做试验，可参考相似工程、经验数据、类似系统运行资料和经验公式计算确定。关于经验公式，由于影响浆体输送过渡流速的因素复杂，包括颗粒大小、粒径组成、尾矿密度、颗粒形状、尾矿浓度、浆体流变参数、浆体流量及过流断面的边界条件等，目前国内外众多学者及相关机构，对浆体管道输送的水力计算做了大量的试验研究，归纳的不同形式的

6、经验公式都有一定局限性。如B．C．克诺罗兹方法是根据固体比重=2．70的物料试验数据而来，对于y>3．0及矿浆比重>1．25时均不适宜采用该法；A．II．尤芬方法是根据固体比重大多为2．65的试验数据得出，若尾矿比重与2．65相差太大，则不适宜使用¨。某铁矿位于冀东平原，地表不仅有大量村庄、农田，而且赋存于矿体上的厚层第四系含有丰富的地下水。因此，该矿床开采技术条件复杂，安全开采难度大，关键技术亟待解决。矿区范围内铁矿石总储量为14．5亿t。为了开采这部分铁矿，采用充填法将尾矿作为主要的充填料填充到采空区，不仅彻底解决了尾矿对地表环境的污染，恢

7、复宝贵的土地资源，而且大大减少尾砂坝容积，减第5期谢盛青等：充填料浆流变特性分析及临界流速计算·27·轻尾矿排放压力。全尾砂细粒级含量大，含泥式中：Jr——屈服应力；量多，充填体强度受到影响，而且全尾砂渗透性能——刚度系数。差，进入空区或采场的充填体脱水困难，凝固时间延宾汉剪切力的大小与粘性细颗粒含量密切相长，会影Ⅱ向采矿作业循环时间。管道自流输送过程关。在水力计算时用到的浆体流变参数，应通过试中容易沉淀，通过添加粉煤灰等细粒物料进行改良验测定出具体的屈服应力和刚度系数唧。如果没并提高浓度后，能够解决其输送的问题。本文有条件，则通过式(2)、式

8、(3)计算得出¨：分析影响临界流速的几个重要因素，建立输送计算模型，计算出不同浓度、不同管径条件下输送管道的B：0．098expfB+1

9、51(2)临